為滿足機(jī)器人焊接生產(chǎn)的高精度、高效率要求,基于各類傳感器的焊縫跟蹤模塊成為機(jī)器人焊接系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分,本文對(duì)結(jié)構(gòu)光視覺(jué)引導(dǎo)的機(jī)器人焊接焊縫跟蹤實(shí)現(xiàn)方案中涉及的關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)研究。首先,建立結(jié)構(gòu)光視覺(jué)引導(dǎo)焊縫跟蹤系統(tǒng)模型,明確焊縫點(diǎn)位置信息的測(cè)量原理;依次引入結(jié)構(gòu)光測(cè)量模型與手眼系統(tǒng)模型,采用直接標(biāo)定的方式獲取光平面方程參數(shù),基于Eye-in-Hand式手眼系統(tǒng)中坐標(biāo)鏈的封閉性求解手眼變換關(guān)系,進(jìn)而完成系統(tǒng)的整體標(biāo)定。為實(shí)現(xiàn)從焊縫圖像中提取焊縫點(diǎn)位置信息,設(shè)計(jì)焊縫圖像預(yù)處理流程,采用高效中值濾波實(shí)現(xiàn)算法對(duì)圖像進(jìn)行濾波處理;基于改進(jìn)的極值法聯(lián)合灰度重心法完成對(duì)激光條紋中心的快速準(zhǔn)確提取;依據(jù)各類焊縫圖像中激光條紋的形態(tài)特征,分析焊縫點(diǎn)的確定依據(jù),設(shè)計(jì)不同的提取算法精確獲取其像素坐標(biāo)信息。基于最終獲取的離散的焊縫點(diǎn)三維坐標(biāo)信息,采用兩步法獲取焊縫軌跡,首先,采用連續(xù)直線小線段的形式表示焊縫軌跡,計(jì)算焊縫軌跡上每個(gè)小線段的信息;第二步,對(duì)焊縫軌跡中相鄰直線段間銜接角度過(guò)大的銜接形式引入過(guò)渡圓弧,并更新焊縫軌跡中每個(gè)小線段的信息;推導(dǎo)焊縫軌跡上連續(xù)小線段間各類銜接形式下最優(yōu)銜接速度取值的約束條件...

【文章頁(yè)數(shù)】：91 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 課題關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 結(jié)構(gòu)光視覺(jué)基礎(chǔ)技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 焊縫點(diǎn)信息提取研究現(xiàn)狀
        1.2.3 焊縫跟蹤運(yùn)動(dòng)規(guī)劃研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究工作及論文組織結(jié)構(gòu)
        1.3.1 主要研究工作
        1.3.2 本文組織結(jié)構(gòu)
第2章 基于結(jié)構(gòu)光視覺(jué)引導(dǎo)的焊縫跟蹤系統(tǒng)模型
    2.1 引言
    2.2 結(jié)構(gòu)光視覺(jué)引導(dǎo)焊縫跟蹤系統(tǒng)架構(gòu)
        2.2.1 系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)原理與實(shí)現(xiàn)
        2.2.2 視覺(jué)傳感器設(shè)計(jì)原理與實(shí)現(xiàn)
    2.3 結(jié)構(gòu)光視覺(jué)引導(dǎo)焊縫跟蹤系統(tǒng)測(cè)量流程
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于結(jié)構(gòu)光視覺(jué)引導(dǎo)的焊縫跟蹤系統(tǒng)標(biāo)定
    3.1 引言
    3.2 相機(jī)成像模型及參數(shù)標(biāo)定
    3.3 線結(jié)構(gòu)光測(cè)量原理及平面方程標(biāo)定
    3.4 手眼系統(tǒng)模型及手眼關(guān)系求解
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于結(jié)構(gòu)光視覺(jué)的焊縫點(diǎn)提取技術(shù)研究
    4.1 引言
    4.2 焊縫圖像預(yù)處理研究
        4.2.1 焊縫圖像濾波處理
        4.2.2 焊縫圖像分割處理
        4.2.3 焊縫圖像形態(tài)學(xué)處理
    4.3 焊縫點(diǎn)提取方法研究
        4.3.1 激光條紋中心提取研究
        4.3.2 焊縫點(diǎn)信息提取
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)構(gòu)光視覺(jué)引導(dǎo)的焊縫跟蹤運(yùn)動(dòng)控制算法研究
    5.1 引言
    5.2 焊縫軌跡獲取方法研究
    5.3 焊縫跟蹤運(yùn)動(dòng)加減速算法研究
    5.4 焊縫跟蹤運(yùn)動(dòng)插補(bǔ)速度前瞻優(yōu)化研究
        5.4.1 線段長(zhǎng)度對(duì)銜接速度約束研究
        5.4.2 銜接角對(duì)銜接速度的約束研究
        5.4.3 圓周運(yùn)動(dòng)對(duì)銜接速度的影響
        5.4.4 各類銜接方式下銜接速度約束模型
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)構(gòu)光視覺(jué)引導(dǎo)焊縫跟蹤實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    6.1 引言
    6.2 系統(tǒng)平臺(tái)組成
        6.2.1 系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)
        6.2.2 系統(tǒng)控制軟件設(shè)計(jì)
    6.3 系統(tǒng)跟蹤流程及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        6.3.1 焊縫跟蹤流程
        6.3.2 焊縫跟蹤實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    6.4 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
    總結(jié)
    創(chuàng)新點(diǎn)
    展望
參考文獻(xiàn)
致謝
學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表



本文編號(hào)：3854836